CN111481849A - 一种分体式空气过滤气囊隔尘口罩装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种分体式空气过滤气囊隔尘口罩装置，包括口罩本体、空气过滤主机、气管，其中口罩本体包括口罩壳、头带、软质气囊隔尘边，所述口罩壳的内侧设有呼吸凹腔，软质气囊隔尘边沿着呼吸凹腔的腔口边沿布置固定于口罩壳上，口罩壳上还设有与呼吸凹腔相连通的排气孔，空气过滤主机由机壳及设置于滤芯、吸气风机、控制电路板、蓄电池、充气泵构成。本发明利用软质气囊隔尘边充气鼓起来柔软地贴合人脸部表面上，杜绝在人脸部表面与口罩四周边沿之间留下缝隙，完全无外界粉尘侵入，使人的口鼻始终置于一个密闭的具有洁净空气提供的呼吸凹腔中自由呼吸，畅顺呼吸，无呼吸阻力，而且配戴舒适、轻便，不会在脸部上留下配戴压痕印。

Description

一种分体式空气过滤气囊隔尘口罩装置

技术领域

本发明涉及口罩领域，特别是一种空气过滤口罩。

背景技术

随着社会的不断发展，人们物质生活水平不断提高的同时，人们工作与生活的空气环境却越来越差。空气污染问题，给人们的呼吸系统造成了严重的危害。为了降低这种危害，配戴口罩是人们避免这种危害的最直接方法。然而，目前市面上常见常用的普通口罩，仅能起到过滤较大颗粒的粉尘，对于细小的粉尘颗粒，俗称“PM2.5”完全不起作用。

为了解决各种恶劣空气环境、粉尘车间环境对人们的身心健康危害，目前市面上也出现了带有滤芯过滤功能的口罩产品，这些带有滤芯过滤功能的口罩产品，根据其滤芯的设置方式，大体分为两类：

一类是，将过滤芯设置于口罩的外侧面上，并在口罩上设置有进气口与排气口，靠人的肺呼吸力量将外界空气经滤芯进行吸入到口罩的内腔中供呼吸；这种形式的口罩的不足是：体积大，配戴不舒适，对配戴后，因其体积较大，对日常工作与生活构成一定阻碍和影响。而且，滤芯的过滤密度不能过大，过大会加重肺呼吸难度，造成呼吸困难，因而它过滤不了PM2.5，对PM2.5不起作用。并且，当使用一定时间后，滤芯上浸积了一定粉尘后，影响，肺呼吸难度就会逐渐加大，呼吸越来越困难，呼吸阻力大，滤芯的使用寿命无法用尽，滤芯的耗费量较大，使用成本高。此外，这类口罩在配戴后，口罩的四周边沿与人的面部之间的贴合度不好，粉尘容易从口罩的四周边沿与人的面部之间的缝隙进入到口罩的内腔，无法做真正隔绝粉尘的功效。

二类是，口罩与滤芯机构是分体设计，口罩与滤芯机构之间用气管连接一起，由滤芯机构向口罩的内腔泵送洁净的空气，它的滤芯机构一般由机壳、电动风机、滤芯构成。这种形式的口罩产品，虽然克服了前面第一种类口罩产品的诸多不足，但其口罩四周边沿的结构设计，还是维持传统的形式，设计不科学，口罩在配戴后，口罩的四周边沿与人的面部之间的贴合度仍然不好，粉尘还是容易从口罩的四周边沿与人的面部之间的缝隙进入到口罩的内腔，无法做真正隔绝粉尘的功效。

因此，针对现有口罩产品存在的以上问题，申请人认为十分有必要对现有技术方案的口罩产品进行改进，使其才能更好地满足人们的所需，使其才能为人们身心健康作出贡献。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题和不足，提供一种分体式空气过滤气囊隔尘口罩装置，该口罩装置采用在口罩的腔口边沿布设有气囊式隔尘面部贴合结构，通过气囊式隔尘面部贴合结构使口罩配戴后，利用软质气囊隔尘边充气鼓起来柔软地贴合人脸部表面上，杜绝在人脸部表面与口罩四周边沿之间留下缝隙，完全无外界粉尘侵入，使人的口鼻始终置于一个密闭的具有洁净空气提供的呼吸凹腔中自由呼吸，而且是通过专门的空气过滤主机经气管提供洁净空气，使人的肺部能如同在优美自然森林环境中自由、畅顺呼吸，无呼吸阻力；并且滤芯使用寿命能正常耗尽，使用成本合理、不浪费，结构设计科学、简单，配戴舒适、轻便，不会在脸部上留下配戴压痕印。

本发明的技术方案是这样实现的：一种分体式空气过滤气囊隔尘口罩装置，包括口罩本体、空气过滤主机、气管，其特点在于所述口罩本体包括口罩壳、头带、软质气囊隔尘边，所述口罩壳的内侧设有呼吸凹腔，所述软质气囊隔尘边沿着呼吸凹腔的腔口边沿布置固定于口罩壳上，形成气囊式隔尘面部贴合结构；所述头带设置于口罩壳的两侧上，所述口罩壳上还设有与呼吸凹腔相连通的排气孔；所述空气过滤主机由机壳及设置于滤芯、吸气风机、控制电路板、蓄电池、充气泵构成，所述充气泵在控制电路板驱动控制下通过气管向软质气囊隔尘边充气，使软质气囊隔尘边鼓起隔尘；所述吸气风机在控制电路板驱动控制下，将外界空气经滤芯净化后，通过气管向呼吸凹腔泵送洁净空气；所述蓄电池与控制电路板相连接，向控制电路板提供工作所需电源。

进一步地，所述机壳中分别设有滤芯腔室与净化空气腔室，所述滤芯安装于滤芯腔室中，且在滤芯腔室与净化空气腔室之间还设有相互连通的通孔，在机壳上还设有与滤芯腔室相连的进气格栅；所述吸气风机安装于净化空气腔室中，且吸气风机呈正对准通孔设置；所述净化空气腔室通过气管与口罩本体的呼吸凹腔相连接。

又进一步地，所述充气泵设置于机壳中，且该充气泵设有进气端口与出气端口，所述充气泵的进气端口与净化空气腔室相连接，所述充气泵的出气端口通过气管与口罩本体的软质气囊隔尘边相连接。

本发明的有益效果：本发明采用在口罩的腔口边沿布设有气囊式隔尘面部贴合结构，通过气囊式隔尘面部贴合结构使口罩配戴后，利用软质气囊隔尘边充气鼓起来柔软地贴合人脸部表面上，杜绝在人脸部表面与口罩四周边沿之间留下缝隙，完全无外界粉尘侵入，使人的口鼻始终置于一个密闭的具有洁净空气提供的呼吸凹腔中自由呼吸。而且本发明是通过专门的空气过滤主机经气管提供洁净空气，使人的肺部能如同在优美自然森林环境中自由、畅顺呼吸，无呼吸阻力。并且，本发明的滤芯使用寿命能正常耗尽，使用成本合理、不浪费，结构设计科学、简单，配戴舒适、轻便，不会在脸部上留下配戴压痕印。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的口罩壳与软质气囊隔尘边在拆装状态下的立体结构示意图。

图3为本发明的口罩壳的立体结构示意图之一。

图4为本发明的软质气囊隔尘边的局部剖视结构示意图。

图5为本发明的气管的截面结构示意图之一。

图6为本发明的口罩壳的立体结构示意图之二。

图7为本发明的气管的截面结构示意图之二。

图8为本发明的空气过滤主机的立体结构示意图。

图9为本发明的空气过滤主机在拆装状态下的立体结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明所述的一种分体式空气过滤气囊隔尘口罩装置，包括口罩本体1、空气过滤主机2、气管3等主要部件。为了实现本发明提出的目的，如图2所示，所述口罩本体1包括口罩壳11、头带12、软质气囊隔尘边13，所述口罩壳11的内侧设有呼吸凹腔14，所述软质气囊隔尘边13沿着呼吸凹腔14的腔口边沿布置固定于口罩壳11上，形成气囊式隔尘面部贴合结构，即如图1所示。

此外，为了进一步优化软质气囊隔尘边13与呼吸凹腔14的腔口边沿之间装配结构，如图2、图4所示，所述软质气囊隔尘边13为与呼吸凹腔14腔口造型相同的气囊圈，且该气囊圈一般采用较软的、伸展性和弹性较的橡胶材料加工而成。所述气囊圈由连接槽131与设置于该连接槽131底部的气囊体132构成，所述软质气囊隔尘边13的连接槽131与呼吸凹腔14的腔口边沿相嵌接，并通过横向穿过连接槽131与呼吸凹腔14的腔口边沿的螺钉10进行锁定固定，在连接槽131与呼吸凹腔14的腔口边沿上一般相对应地设置有销孔101，以供螺钉10穿置和锁紧。

又如图1所示，所述头带12设置于口罩壳11的两侧上。具体来说，在口罩壳11两侧还分别设有带耳孔111的凸耳112，所述头带12穿系于耳孔111上。此外，在头带12上还设有魔术贴结构113，使两侧的头带12绕人体头部后，通过魔术贴结构113进行锁定一起。在这里需要特别强调的是，图1中所示方的头带12的结构方案，仅仅是众多头带捆绑方案当中的一个应用示例，它的出现不是对本发明保护的限定，本发明的头带12方案，还可以是其它未能一一罗列的，且便于人们舒适配戴的常规结构方案。

如图9所示，所述空气过滤主机2由机壳21及设置于滤芯22、吸气风机23、控制电路板24、蓄电池25、充气泵26构成，所述充气泵26在控制电路板24驱动控制下通过气管3向软质气囊隔尘边13充气，使软质气囊隔尘边13鼓起隔尘。所述吸气风机23在控制电路板24驱动控制下，将外界空气经滤芯22净化后，通过气管3向呼吸凹腔14泵送洁净空气。此外，如图3、或图6所示，在口罩壳11上还设有与呼吸凹腔14相连通的排气孔15，以此构成一边向呼吸凹腔14输送新鲜洁净空气，一边又通过排气孔15将人体吐出的一氧化碳排出呼吸凹腔14。所述蓄电池25与控制电路板24相连接，向控制电路板24提供工作所需电源。

为了进一步地优化空气过滤主机2的内部结构，如图9所示，所述机壳21中分别设有滤芯腔室211与净化空气腔室212，所述滤芯22安装于滤芯腔室211中，且在滤芯腔室211与净化空气腔室212之间还设有相互连通的通孔213，在机壳21上还设有与滤芯腔室211相连的进气格栅、或进气缝、或进气孔网孔。所述吸气风机23安装于净化空气腔室212中，且吸气风机23呈正对准通孔213设置，以使外界空气从滤芯22经过后，进入到净化空气腔室212中。所述净化空气腔室212为一个密闭腔室体，它通过气管3与口罩本体1的呼吸凹腔14相连接。

具体实施当中，本发明的空气过滤主机2向呼吸凹腔14传送洁净空气的动力有两种形式：一种是，采用马力和功率较大的吸气风机23，由吸气风机23在净化空气腔室212产生较大的气压强，来迫使洁净空气经气管3向呼吸凹腔14传送。另一种是，所述机壳21中还设有带进气端口与出气端口的送气泵27，该送气泵27的进气端口与净化空气腔室212相连接，所述送气泵27的出气端口通过气管3与呼吸凹腔14相连接，该送气泵27在控制电路板24驱动控制下实现向呼吸凹腔14泵送洁净空气。又如图9所示，所述送气泵27也可以直接安装在净化空气腔室212中，使其直接从净化空气腔室212吸送洁净空气。

如图9所示，所述充气泵26设置于机壳21中，且该充气泵26设有进气端口与出气端口，所述充气泵26的进气端口与净化空气腔室212相连接，所述充气泵26的出气端口通过气管3与口罩本体1的软质气囊隔尘边13相连接。为了减少管路连接的麻烦，提高装配效率，在本实施例当中，是直接将充气泵26安装于净化空气腔室212中，使其直接从净化空气腔室212泵送洁净空气向软质气囊隔尘边13充气。本发明之所以，将充气泵26的进气端口与净化空气腔室212相连接，从净化空气腔室212抽吸所需充气气体，是为了避免将外界中较大粉尘的空气吸到软质气囊隔尘边13中，造成软质气囊隔尘边13里面充斥着大量的颗粒物，而影响到了软质气囊隔尘边13的柔软性能与舒适性能。此外，如图9所示，在充气泵26的出气端口与气管3之间还串接有电子开关阀或微型电磁开关阀29，该电子开关阀或微型电磁开关阀29上的电连接端通过电线与控制电路板24相电连接。通过这个电子开关阀或微型电磁开关阀29的运用，当软质气囊隔尘边13充气完毕后，就可以控制电路板24关闭电子开关阀或微型电磁开关阀29，使空气存续软质气囊隔尘边13中，不用持续对软质气囊隔尘边13进行充气，以起到节省电能，延长蓄电池电量的使用时间。另外，充气泵26的出气端口与气管3之间上还串接有微型电子气压计器件，该微型电子气压计器件上的电连接端口与控制电路板24相电连接，以将测得软质气囊隔尘边13的气压电信号反馈给控制电路板24，由控制电路板24来决定是否向软质气囊隔尘边13补充气体。此外，在具体实施时，需根据测得软质气囊隔尘边13的充气量，设定一个充气的固定值，当软质气囊隔尘边13充气量达到了预定的设定固定值时，即关闭电子开关阀或微型电磁开关阀29，充气泵26停止工作。

为了满足人们在不同场景的使用需要，本发明的呼吸凹腔14的排气方式有两种实现形式：一种是，如图6所示，在口罩壳11上直设有一个或多个排气孔15，这些排气孔15的总孔径和总出气流量，要小于气管3向呼吸凹腔14送气量。这种实现方式，较为简单、直接，而且实施成本最为经济。另一种是，如图9所示，所述口罩本体1与空气过滤主机2之间还设有回气管34，在空气过滤主机2的机壳21中还设有抽气泵30，所述回气管34一端与口罩壳11的排气孔15相连接，即如图3所示。该回气管34的另一端与抽气泵30上设有的进气端口相连接，在机壳21的侧面还设有排气格栅214，所述抽气泵30上设的出气端口朝向排气格栅214设置。在实际应用，可以根据实际使用需要进行选择运用。前一种排气方案，能适用于各种污染环境较为普通的情形使用；后一种排气方案，则能适用于污染较为严重，带有一定毒性气味的工作环境使用，此种情形，滤芯22的质量与精密度要求会更高。

为了进一步简化空气过滤主机2与口罩本体1之间气管管路结构，使其不易出现缠绕的情形，如图5所示，所述气管3由包覆皮层31与设置于包覆皮层31中的充气管32、洁净空气泵送管33、回气管34构成的三管复合的复合型管路。其中，所述充气管32负责充气泵26与软质气囊隔尘边13之间的连接。所述洁净空气泵送管33负责净化空气腔室212与呼吸凹腔14之间的连接；或者，所述洁净空气泵送管33负责送气泵27与呼吸凹腔14之间的连接。所述回气管34负责抽气泵30与呼吸凹腔14之间的连接。这个三管复合的复合型管路方案，只适用于充气泵26、送气泵27、抽气泵30同时存在的实施方案使用。或者如图7所示，所述气管3由包覆皮层31与设置于包覆皮层31中的充气管32、洁净空气泵送管33构成的二管复合的复合型管路。这个二管复合的复合型管路方案，只适用于充气泵26、送气泵27或无送气泵的实施方案使用。在实际运用当中，根据所选择的实施方案，进行选用对应的结构的复合型管路。

为了再进一步优化空气过滤主机2的装配结构，如图8、图9所示，所述机壳21由前半壳215与后半壳216盖合一起构成，在后半壳216的背面上还设有挂钩217，在机壳21的底边侧面上还设有充电接口28，该充电接口28与蓄电池25相电连接，该蓄电池25为锂电池。又如图9所示，所述前半壳215的正面上还置有滤芯腔室211，在滤芯腔室211的腔底上还设置有通孔213，在滤芯腔室211上还设有腔室盖板218，所述净化空气腔室212设置于后半壳216中。此外，为了保证前半壳215与后半壳216盖合围成的净化空气腔室212的密闭性，如图9所示，在净化空气腔室212上沿着其腔边上还设有密封垫圈20。如图1和图9所示，在前半壳215上还设有操控按键模块219，该操控按键模块219与控制电路板24相电连接，以方便人们操控空气过滤主机2的运行。

另外，本发明还可以采用在运行主控电板上加入可编程的IC主控芯片，以及WIFI模块通信模块或蓝牙模块通信模块，同时编写相应的APP应用程序安装于智能手机、平板电脑等上，即可以实现无线的通信与控制。

Claims (10)

1.一种分体式空气过滤气囊隔尘口罩装置，包括口罩本体（1）、空气过滤主机（2）、气管（3），其特征在于：

所述口罩本体（1）包括口罩壳（11）、头带（12）、软质气囊隔尘边（13），所述口罩壳（11）的内侧设有呼吸凹腔（14），所述软质气囊隔尘边（13）沿着呼吸凹腔（14）的腔口边沿布置固定于口罩壳（11）上，形成气囊式隔尘面部贴合结构；所述头带（12）设置于口罩壳（11）的两侧上，所述口罩壳（11）上还设有与呼吸凹腔（14）相连通的排气孔（15）；

所述空气过滤主机（2）由机壳（21）及设置于滤芯（22）、吸气风机（23）、控制电路板（24）、蓄电池（25）、充气泵（26）构成，所述充气泵（26）在控制电路板（24）驱动控制下通过气管（3）向软质气囊隔尘边（13）充气，使软质气囊隔尘边（13）鼓起隔尘；所述吸气风机（23）在控制电路板（24）驱动控制下，将外界空气经滤芯（22）净化后，通过气管（3）向呼吸凹腔（14）泵送洁净空气；所述蓄电池（25）与控制电路板（24）相连接，向控制电路板（24）提供工作所需电源。

2.根据权利要求1所述分体式空气过滤气囊隔尘口罩装置，其特征在于：所述机壳（21）中分别设有滤芯腔室（211）与净化空气腔室（212），所述滤芯（22）安装于滤芯腔室（211）中，且在滤芯腔室（211）与净化空气腔室（212）之间还设有相互连通的通孔（213），在机壳（21）上还设有与滤芯腔室（211）相连的进气格栅；所述吸气风机（23）安装于净化空气腔室（212）中，且吸气风机（23）呈正对准通孔（213）设置；所述净化空气腔室（212）通过气管（3）与口罩本体（1）的呼吸凹腔（14）相连接。

3.根据权利要求2所述分体式空气过滤气囊隔尘口罩装置，其特征在于：所述充气泵（26）设置于机壳（21）中，且该充气泵（26）设有进气端口与出气端口，所述充气泵（26）的进气端口与净化空气腔室（212）相连接，所述充气泵（26）的出气端口通过气管（3）与口罩本体（1）的软质气囊隔尘边（13）相连接。

4.根据权利要求2所述分体式空气过滤气囊隔尘口罩装置，其特征在于：所述机壳（21）中还设有带进气端口与出气端口的送气泵（27），该送气泵（27）的进气端口与净化空气腔室（212）相连接，所述送气泵（27）的出气端口通过气管（3）与呼吸凹腔（14）相连接，该送气泵（27）在控制电路板（24）驱动控制下实现向呼吸凹腔（14）泵送洁净空气。

5.根据权利要求4所述分体式空气过滤气囊隔尘口罩装置，其特征在于：所述口罩本体（1）与空气过滤主机（2）之间还设有回气管（34），在空气过滤主机（2）的机壳（21）中还设有抽气泵（30），所述回气管（34）一端与口罩壳（11）的排气孔（15）相连接，该回气管（34）的另一端与抽气泵（30）上设有的进气端口相连接，在机壳（21）的侧面还设有排气格栅（214），所述抽气泵（30）上设的出气端口朝向排气格栅（214）设置。

6.根据权利要求3所述分体式空气过滤气囊隔尘口罩装置，其特征在于：所述充气泵（26）的出气端口与气管（3）之间还串接有电子开关阀或微型电磁开关阀（29）。

7.根据权利要求1所述分体式空气过滤气囊隔尘口罩装置，其特征在于：所述软质气囊隔尘边（13）为与呼吸凹腔（14）腔口造型相同的气囊圈，该气囊圈由连接槽（131）与设置于该连接槽（131）底部的气囊体（132）构成，所述软质气囊隔尘边（13）的连接槽（131）与呼吸凹腔（14）的腔口边沿相嵌接，并通过横向穿过连接槽（131）与呼吸凹腔（14）的腔口边沿的螺钉进行锁定固定。

8.根据权利要求1所述分体式空气过滤气囊隔尘口罩装置，其特征在于：所述口罩壳（11）两侧还分别设有带耳孔（111）的凸耳（112），所述头带（12）穿系于耳孔（111）上，在头带（12）上还设有魔术贴结构（113）。

9.根据权利要求3所述分体式空气过滤气囊隔尘口罩装置，其特征在于：所述机壳（21）由前半壳（215）与后半壳（216）盖合一起构成，在后半壳（216）的背面上还设有挂钩（217），在机壳（21）的底边侧面上还设有充电接口（28）。

10.根据权利要求9所述分体式空气过滤气囊隔尘口罩装置，其特征在于：所述前半壳（215）的正面上还置有滤芯腔室（211），在滤芯腔室（211）的腔底上还设置有通孔（213），在滤芯腔室（211）上还设有腔室盖板（218），所述净化空气腔室（212）设置于后半壳（216）中；在前半壳（215）上还设有操控按键模块（219），该操控按键模块（219）与控制电路板（24）相电连接。

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